變壓器及中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字式保護(hù)

前言

角注符號(hào)說明

第一章 電網(wǎng)故障分析

第一節(jié) 對(duì)稱分量法和短路故障的復(fù)合序網(wǎng)

第二節(jié) 小電流接地電網(wǎng)單接地分析

第三節(jié) 中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)的中性點(diǎn)位移

第四節(jié) 補(bǔ)償電網(wǎng)的中性點(diǎn)位移

第五節(jié) 關(guān)于過補(bǔ)償與欠補(bǔ)償?shù)奶匦?

第六節(jié) 中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)單相接地分析

第七節(jié) 兩相相間短路故障分析

第八節(jié) 兩相接地短路故障分析

第九節(jié) 變壓器兩側(cè)電壓、電流關(guān)系

第十節(jié) 400V網(wǎng)絡(luò)中短路故障計(jì)算

第二章 數(shù)字濾波和繼電保護(hù)算法

第一節(jié) 電壓、電流數(shù)字量的形成

第二節(jié) 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻率特性和沖激響應(yīng)

第三節(jié) 離散時(shí)間系統(tǒng)的單位沖激序列和頻率特性

第四節(jié) Z變換和差分方程

第五節(jié) 數(shù)字濾波器

第六節(jié) 計(jì)算故障電流的算法

第七節(jié) 傅氏算法

第八節(jié) 移相算法

第九節(jié) 序分量計(jì)算方法

第十節(jié) 突變量提取和浮動(dòng)門檻技術(shù)

第十一節(jié) 故障方向計(jì)算方法

第十二節(jié) 線路故障阻抗的計(jì)算方法

第十三節(jié) 頻率測(cè)量和采樣頻率的自動(dòng)跟蹤

第十四節(jié) 電氣量測(cè)量算法

第三章 數(shù)字式變壓器保護(hù)

第四章 數(shù)字式輸電線路保護(hù)

第五章 電動(dòng)機(jī)保護(hù)和并聯(lián)電容器組保護(hù)控制

第六章 備用電源自投及其廠用電切換

附錄一 NSR600系列保護(hù)測(cè)控一體化裝置

附錄二 NS系列微機(jī)保護(hù)裝置

附錄三 東大金智系列保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)

附錄四 WPD2000廠站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

主要參考文獻(xiàn)

本書共六章，依次為：電網(wǎng)故障分析，數(shù)字濾波和繼電保護(hù)算法，變壓器數(shù)字式保護(hù)，輸電線路保護(hù)，電動(dòng)機(jī)保護(hù)和并聯(lián)電容器組保護(hù)控制，備用電源自投及其廠用電切換。

本書是從事繼電保護(hù)設(shè)計(jì)，施工安裝和整定計(jì)算的技術(shù)人員和電力系統(tǒng)從事運(yùn)行，管理的技術(shù)人員的專業(yè)讀物，也可用作從事繼電保護(hù)工作和調(diào)試，整定計(jì)算人員的培訓(xùn)教材，并可供大專院校電力工程專業(yè)的師生學(xué)習(xí)參考。

變壓器差動(dòng)電流速斷保護(hù)

變壓器差動(dòng)電流速斷保護(hù)采用三相差動(dòng)電流中任一相大于差動(dòng)電流速斷定值時(shí)，瞬時(shí)動(dòng)作出口，它不受任何閉鎖條件約束，快速切除變壓器區(qū)內(nèi)發(fā)生的嚴(yán)重故障。根據(jù)微機(jī)保護(hù)的特點(diǎn)，該保護(hù)判據(jù)采用可變數(shù)據(jù)窗的兩種算法實(shí)現(xiàn)。一種用于保護(hù)啟動(dòng)后初始階段的快速判斷，加快出口動(dòng)作速度；另一種計(jì)算準(zhǔn)確，可以在啟動(dòng)一個(gè)周波后隨時(shí)瞬動(dòng)出口。整體效果類似“反時(shí)限”的性能。保護(hù)判據(jù)為：Idz ≥ ISD，ISD—差動(dòng)電流速斷定值。

變壓器比率差動(dòng)保護(hù)

該保護(hù)識(shí)別勵(lì)磁涌流采用了二次諧波制動(dòng)和波形不對(duì)稱制動(dòng)兩種判據(jù)。二次諧波制動(dòng)判據(jù)有兩種方案供選擇：一種是按二次諧波和基波比值最大的相為制動(dòng)判據(jù)；另一種是分別選取三相差動(dòng)電流中二次諧波和基波的最大值，并以它們的比值為制動(dòng)判據(jù)。波形不對(duì)稱制動(dòng)判據(jù)只在DF3333A變壓器保護(hù)裝置中采用了，因此這里不再過多敘述。

CT飽和時(shí)的附加穩(wěn)定特性

比率差動(dòng)保護(hù)設(shè)有一個(gè)CT飽和時(shí)的附加穩(wěn)定特性區(qū)。對(duì)于發(fā)生在被保護(hù)變壓器區(qū)外的故障引起的CT飽和，可以通過高值的初始制動(dòng)電流（ICT）檢測(cè)出來，此電流會(huì)將工作點(diǎn)短暫的移至附加穩(wěn)定特性區(qū)內(nèi)。反之，當(dāng)變壓器區(qū)內(nèi)故障時(shí)其工作點(diǎn)會(huì)立即進(jìn)入動(dòng)作區(qū)，不會(huì)進(jìn)入附加穩(wěn)定特性區(qū)。因此，利用故障發(fā)生的最初半個(gè)周期內(nèi)，測(cè)量的量值引發(fā)的工作點(diǎn)是否在附加穩(wěn)定特性區(qū)內(nèi)，由此作出決定。一旦檢查出外部故障引起CT飽和，裝置自動(dòng)閉鎖了比率差動(dòng)保護(hù)，并會(huì)在整定的時(shí)間（TCT）內(nèi)一直有效閉鎖，直到整定時(shí)間到時(shí)，才解除閉鎖。在外部故障引起的CT飽和閉鎖了比率差動(dòng)保護(hù)期間，如果此后發(fā)生故障變化，變壓器區(qū)內(nèi)也發(fā)生故障，工作點(diǎn)穩(wěn)定地連續(xù)兩個(gè)周期工作在動(dòng)作區(qū)內(nèi)，閉鎖會(huì)被立即解除，可靠地檢查出被保護(hù)變壓器發(fā)展中的故障而較迅速動(dòng)作。檢查出變壓器區(qū)外故障引起CT飽和閉鎖了比率差動(dòng)保護(hù)的判據(jù)公式如下式： Izd ≥ ICT ICT —制動(dòng)電流門坎值 ； Icd ≤ (KB1/2) Izd TCT—閉鎖時(shí)間 。

變壓器保護(hù)CT斷線判據(jù)

裝置設(shè)有延時(shí)CT斷線報(bào)警及瞬時(shí)CT斷線報(bào)警功能。該順時(shí)CT斷線判據(jù)只針對(duì)變壓器各側(cè)CT 接線均為Y形接法的回路。具體方案如下：

1) 延時(shí)CT斷線報(bào)警：當(dāng)任一相差流大于0.12In的時(shí)間超過5秒時(shí)，采樣異常告警信息并指示燈顯示，但不閉鎖比率差動(dòng)保護(hù)。兼作為交流采樣回路異常的自檢作用；

2) 瞬時(shí)CT斷線采用比較變壓器各側(cè)電流的方法實(shí)現(xiàn)檢測(cè)功能。判據(jù)如下：

只有一側(cè)一相電流減小到零，其它各側(cè)電流不變的情況下，判為CT斷線。且在如下的條件下不進(jìn)行CT斷線判別：?jiǎn)?dòng)前某側(cè)最大相電流小于0.1In ，該側(cè)不判；啟動(dòng)后任一側(cè)相電流增加；啟動(dòng)后相電流大于1.2Ie。瞬時(shí)CT斷線功能可以通過配置字選擇投/退，還可以選擇是否閉鎖比率差動(dòng)保護(hù)，還可以選擇相電流超過1.2Ie時(shí)解除閉鎖保護(hù)功能

變壓器后備保護(hù)原理

針對(duì)中、低壓電網(wǎng)的變壓器及農(nóng)用電網(wǎng)的變壓器的保護(hù)需求，后備保護(hù)考慮到各種變壓器的最大配置要求。主要采用了各種過電流類的保護(hù)，如：復(fù)壓閉鎖（方向）過流保護(hù)，零壓閉鎖零序（方向）過流保護(hù)，間隙零序過流保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)等。后備保護(hù)的方向元件、方向指向、電壓元件、PT斷線等功能均可由邏輯控制字的字位設(shè)定邏輯而靈活配置，跳閘出口可由邏輯控制字的字位編程確定相應(yīng)的出口。因此，該系列變壓器保護(hù)中的后備保護(hù)配置完備，應(yīng)用靈活方便。

低壓變壓器應(yīng)為真空鑄造，模鑄樹脂封裝，60Hz，F(xiàn)級(jí)絕緣 ，符合IEC726的規(guī)定，并符合所示的容量、電壓、相數(shù)及結(jié)線等要求。低壓變壓器每一相應(yīng)有個(gè)別的一次及二次繞組，一次側(cè)額定電壓上下各有兩個(gè)2.5%正常電壓的全容量分接頭 。低壓變壓器應(yīng)裝在可以隔離、降低振動(dòng)及噪音的基座上，鐵心及線圈應(yīng)妥加固定以承受線路故障情況下所產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力，并能承受 16460 精簡(jiǎn)版 16460 - 6 V2. 0 2002/ 11/ 25 在裝運(yùn)途中所發(fā)生的振動(dòng)及沖擊力。 除另有規(guī)定者外，低壓變壓器的阻抗應(yīng)依IEC 726 。低壓變壓器的平均噪音等級(jí)應(yīng)不超過IEC 726 所規(guī)定的值。 每一干式低壓變壓器應(yīng)有適當(dāng)?shù)亩俗右匀菁{所需的一次及二次配線連接。低壓變壓器可由任何一側(cè)或底部預(yù)留電纜入口。